Изменение толщины и оптических постоянных тонких пленок оксида бора в процессе их нагрева на воздухе

Методами одноволновой и спектральной эллипсометрии исследовано изменение толщины и оптических постоянных пленок оксида бора, осажденных на подложки из сапфирового стекла, ситалла и поликристаллического массивного алюминия, непосредственно в процессе их нагрева на воздухе в интервале температур 24—700 °С. Продемонстрирована высокая гигроскопичность пленок, которая уменьшается при их предварительном отжиге. Показано, что в исследуемом температурном диапазоне происходит непрерывное уменьшение толщины пленки. В диапазоне температур до 300 °С оно обусловлено процессами дегидратации. При более высоких температурах уменьшение толщины пленки объясняется медленным испарением образующейся в пленке борной кислоты. Показано, что осаждение пленки оксида бора на поверхность алюминия не влияет на скорость его окисления.

1. Г. В. Самсонов. Физико-химические свойства окислов. Справочник, Москва, Металлургия (1978)

2. Р. А. Лидин, В. А. Молочко, Л. Л. Андреева. Химические свойства неорганических веществ: уч. пособие для вузов, 3-е изд., испр., Москва, Химия (2000)

3. А. Н. Пивкина, Д. Б. Мееров, К. А. Моногаров, Ю.В. Фролов, Н.В. Муравьёв. Физика горения и взрыва, 56, № 2 (2020) 28—35, https://sibran.ru/journals/issue.php?ID=178481&ARTICLE_ID=178486

4. H. F. Rizzo. Boron Synthesis, Structure, and Properties, Springer, Boston, MA (1960) 175—189, doi: 10.1007/978-1-4899-6572-1_21

5. B. Natan, A. Gany. J. Propulsion, 7, N 1 (1991) 37—43, doi: 10.2514/3.23291

6. M. K. King. Comb. Sci. and Technology, 8, N 5-6 (1973) 255—273, doi: 10.1080/00102207308946648

7. G. Mohan, F. A. Williams. AIAA J., 10, N 6 (1972) 776—783, doi: 10.2514/3.50210

8. Y. Sun, K.-L. Chintersingh, M. Schoenitz, E. L. Dreizin. J. Phys. Chem. C, 123 (2019) 11807— 11813, doi: 10.1021/acs.jpcc.9b03363

9. B. Hussmann, M. Pfitzner. Comb. and Flame, 157 (2010) 803—821, doi: 10.1016/j.combustflame.2009.12.010

10. W. Yang, W. Ao, J. Zhou J. Liu, K. Cen, Y. Wang. J. Propulsion and Power, 29, N 5 (2013) 1207—1203, doi: 10.2514/1.B34785

11. А. П. Чижиков. СВС-экструзия оксидной керамики, дисперсно-упрочненной частицами боридов и карбидов, дис. … канд. тех. наук. ФГБУН Ин-т структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А. Г. Мержанова РАН, Черноголовка (2019) 87—96

12. M. Arık, C. Yıldırım, N. Solak. Solid State Sci., 146 (2023) 107367, doi: 10.1016/j.solidstatesciences.2023.107367

13. A. Jain, S. Anthonysamy. J. Therm. Anal. Calorim., 122 (2015) 645—652, doi: 10.1007/s10973-0154818-3

14. B. Chen, Z. Xia, L. Huang, J. Hu. Fuel Proc. Technol., 165 (2017) 34—43, doi: 10.1016/j.fuproc.2017.05.008

15. C. L. Yeh, K. K. Kuo. Prog. Energy and Comb. Science, 22 (1996) 511—541

16. Д. Майнкён. Физика горения и взрыва, 42, 2 (2006) 39—52

17. L. A. Akashev, N. A. Popov, Yu. V. Korkh, T. V. Kuznetsova, V. G. Shevchenko, L. Yu. Buldakova. Russ. J. Phys. Chem. A, 98, N 6 (2024) 181—187, https://link.springer.com/article/10.1134/S0036024424700225

18. R. A. Smith, R. B. McBoom. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th ed., 4, Hoboken, N. J., Wiley-Interscience (2001) 191

19. А. С. Пайвин. Матер. конф. ВНКСФ-18, Красноярск, АСФ России (2012) 356—357, http://asf.ural.ru/VNKSF/Tezis/v18/VNKSF-18-09.pdf

20. W. Zhang, S. Sun, J. Xu, Z. Chen. Asian J. Chemistry, 27, N 3 (2015) 1001—1004, doi: 10.14233/ajchem.2015.17856

21. С. Feldman. Anal. Chem., 33, N 13 (1961) 1916—1920, https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-14684-7621-7_25

22. А. А. Немодрук, 3. К. Каралова. Аналитическая химия бора, Москва, Наука (1964) 17

23. J. Gaillardet, D. Lemarchand, C. Göpel, G. Manhès. J. Geostandarts and Geoanalysis, 25, N 1 (2001) 67—75, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1751-908X.2001.tb00788.x

24. A. Alpatova, A. Alsaadi, N. Ghaffour. J. Hazard. Mater., 351 (2018) 224—231, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29550556/

25. V. Brandani, G. Del Re, G. Di Giacomo. J. Sol. Chem., 17, N 5 (1988) 429—434, https://link.springer.com/article/10.1007/BF00647310

26. C. Huber, S, Setoodeh, F. Birkelbach, J. Weber, C. Jordan, M. Schreiner, M. Harasek, F. Winter. Energy Sci. and Eng., 8, N 5 (2020) 1650—1666, https://repositum.tuwien.at/bitstream/20.500.12708/20188/1/Huber-2020-Energy%20Science%20and%20Engineering-vor.pdf

27. S. Aghili, M. Panjepour, M. Meratian. J. Therm. Anal. Calorim., 131 (2018) 2443—2455

28. R. Balasubramanian, T. S. Lakshmi Narasimhan, R. Viswanathan, S. Nalini. J. Phys. Chem. B, 112 (2008) 13873—13884, doi: 10.1021/jp8058883

29. A. D. Rakić. Appl. Opt., 34 (1995) 4755—4767, https://opg.optica.org/ao/abstract.cfm?uri=ao-34-22-4755

30. Л. А. Акашев, Н. А. Попов, М. В. Кузнецов, В. Г. Шевченко. Журн. физ. химии, 89, № 5 (2015) 287—291, https://link.springer.com/article/10.1134/S0036024415050027

31. Л. А. Акашев, Н. А. Попов, Ю. М. Ярмошенко, А. В. Дружинин, В. Г. Шевченко. Журн. прикл. химии, 88, № 12 (2015) 1665—1671, https://link.springer.com/article/10.1134/S10704272150120010

32. В. Г. Шевченко, Д. А. Еселевич, Н. А. Попов, В. Н. Красильников, З. С. Винокуров, А. И. Анчаров, Б. П. Толочко. Физика горения и взрыва, 54, № 1 (2018) 65—71, https://www.sibran.ru/upload/iblock/75e/75e1b36949af80c8244fdddd9955ba+19.pdf